La fibra ottica è un sottilissimo cavo flessibile di vetro, dal diametro di pochi centesimi di millimetro, capace di guidare la luce inviata al suo interno senza perdere in modo significativo energia a causa della rifrazione verso l’esterno o dell’assorbimento di energia luminosa da parte del vetro (quest’ultima è comunque la maggiore causa di attenuazione del segnale luminoso). In realtà, la fibra è formata da un’anima di vetro (detta guida d’onda) ad alto indice di rifrazione, che quindi devia fortemente verso il suo asse i raggi diretti verso la parete della fibra; la guida è poi rivestita da una camicia formata da un sottile strato di vetro il cui indice di rifrazione decresce verso l’esterno.
La camicia ha la funzione di recuperare i raggi di luce troppo inclinati che la guida d’onda non riesce a trattenere; attraversando la camicia, infatti, questi raggi incontrano vetro a indice di rifrazione rapidamente decrescente, cosicché il loro angolo di incidenza continua ad aumentare, sino a superare, quasi sempre, il valore limite che ne provoca la riflessione totale, riportandoli dentro la fibra.
Le fibre ottiche hanno reso possibile inviare luce dentro a cavità inaccessibili, come all’interno del corpo umano, consentendone l’esplorazione e rendendo possibili e semplici molte tecniche diagnostiche, come l’analisi dello stomaco (gastroscopia), che si fa introducendovi tramite l’esofago una sonda a fibra ottica, l’analisi delle grandi arterie ecc.
Le fibre ottiche, riunite in fasci, costituiscono dei cavi attraverso cui può essere inviata una straordinaria quantità di informazioni: ciò viene fatto trasformando i segnali elettrici in impulsi luminosi all’ingresso della fibra, e facendo l’operazione inversa nella parte finale del cavo, con appositi trasduttori fotoelettrici.
I cavi in fibra ottica presentano grandi vantaggi rispetto a quelli tradizionali in rame, soprattutto per la trasmissione di dati telefonici e televisivi, e sono già molte le loro installazioni su brevi linee ad alta intensità di comunicazione; tra pochi anni, esse costituiranno l’asse portante delle comunicazioni a breve e media distanza.